Les traces gazeuses détectées par photoacoustique

Le 02/05/2011 à 11:05  

La start-up française se lance sur le marché des analyseurs de traces de gaz avec notamment un instrument mettant en œuvre un principe original par photoacoustique.
La recherche scientifique est un vivier inépuisable pour le développement des instruments de mesure de demain… à condition de réussir le transfert et l’industrialisation de la technologie et de pérenniser l’activité commerciale. La start-up française Aerovia est bien partie pour être la prochaine réussite dans le domaine de l’analyse des traces gazeuses. « L’entreprise est née officiellement courant 2010 de la rencontre de quatre chercheurs(1) du laboratoire GSMA (Groupe de spectrométrie moléculaire et atmosphérique) et de moi-même. Grâce au partenariat privilégié avec l’université de Reims Champagne-Ardenne (URCA) et le CNRS, nous avons pu réaliser la valorisation de deux technologies spectrométriques du laboratoire », raconte Ronan Le Loarer, président d’Aerovia.
Le premier produit s’appelle QCNOSE(2) et repose sur une technologie propriétaire photoacoustique appliquée à la détection. L’absorption par un gaz d’un rayonnement lumineux dans l’infrarouge moyen (MIR), à une ou plusieurs longueurs d’onde, provoque son échauffement. Le retour à un état stable s’accompagne alors d’une émission acoustique (cellule raisonnante de Helmholtz). Une mesure différentielle est ensuite réalisée avec deux microphones.
La limite de détection du QCNOSE est de 1 ppb (version Tenor), 10 ppb (Alto), 50 ppb (Mezzo) ou 0,1 ppm (Soprano), selon la qualité des microphones, avec une dynamique de mesure de 5 décades, jusqu’au pourcent, et un temps de réponse inférieur à 1 s.
Une version rack 19 pouces est d’ores et déjà disponible, avec pompe et raccord d’injection de gaz en face avant, et se distingue également par l’absence d’étalonnage une fois installée et la possibilité de mesurer plusieurs gaz en même temps via l’ajout de lasers supplémentaires dans l’instrument. « Un modèle portable, une version en baie (mesures simultanées de composés NOx et COx) sont deux de nos axes de développement », indique M. Le Loarer.
Plus volumineux et plus onéreux que le premier analyseur, le QCLAS réalise ses mesures par spectrométrie à absorption directe via un laser à cascades quantiques pour l’émission dans l’infrarouge moyen. « Le choix du spectre compris entre 4 et 12 µm permet de disposer d’une forte absorption et d’une présence faible d’interférents (eau, méthane…) comparées au proche infrarouge », rappelle M. Le Loarer. La société a profité des avancées faites dans les lasers à cascades quantiques. Les dernières générations travaillent désormais à température quasi ambiante, affichent une certaine accordabilité, une sélectivité très élevée et des prix en baisse de par les volumes de production plus en plus importants.
Le QCLAS réalise lui aussi des mesures différentielles dans des cellules dites multipassages, équipées de deux miroirs pour obtenir un chemin optique étendu (jusqu’à 100 m). L’étendue de mesure est de 0,5 (version monogaz) ou de 1 (version multigaz) à 20000 ppb, avec une sensibilité d’environ 100 ppt. « Si les applications du QCLAS et du QCNOSE sont actuellement plus orientées vers la recherche scientifique pour le premier et l’industrie (bancs de test pour la mise au point de moteurs) pour le deuxième, nous prévoyons à moyen terme d’attaquer les secteurs du contrôle à l’émission et la mesure de qualité de l’air, la sécurité…», conclut M. Le Loarer.
Cédric Lardière


(1) Georges Durry, directeur du GSMA, Bertrand Parvitte et Virginie Zéninari, chercheurs au GSMA, et Lilian Joly, chercheur au CNRS
(2) Distribué en France par Ecomesure.

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